鋰電池的正極材料有很多種,主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等,此篇文章主要說說錳酸鋰電池對比三元鋰電池有什么區(qū)別?
三元鋰電池綜合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰三類材料的優(yōu)點(diǎn),具有容量高、成本低、安全性好等優(yōu)異特性,缺點(diǎn)是高溫結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,導(dǎo)致高溫安全性差,且PH值過高易使單體脹氣,進(jìn)而引發(fā)故障!三元體系鋰電池在小型鋰電中逐步占據(jù)一定的市場份額,并在動力鋰電領(lǐng)域具有良好的發(fā)展前景。目前,隨著配方的不斷改進(jìn)和結(jié)構(gòu)完善,電池的標(biāo)稱電壓已達(dá)到3.7V,在容量上已經(jīng)達(dá)到或超過鈷酸鋰電池水平。三元材料動力鋰電池主要有鎳鈷鋁酸鋰電池、鎳鈷錳酸鋰電池等,現(xiàn)時條件下造價(jià)也不低。
錳酸鋰電池具有資源豐富、無污染、安全性好、倍率性能好、制備比較容易,成本較低等優(yōu)點(diǎn),是理想的動力電池正極材料,但其較差的循環(huán)性能及電化學(xué)穩(wěn)定性卻大大限制了其產(chǎn)業(yè)化,后期通過摻雜鋁和燒結(jié)造粒,高溫性能和循環(huán)引得到了很大的提高,基本上能夠滿足實(shí)際使用??偟膩碚f,錳酸鋰電池成本低穩(wěn)定性強(qiáng)低溫性強(qiáng),高溫性能較差,衰減稍快。另外錳酸鋰可分為三種:
1.層狀錳酸鋰LiMnO2,理論容量285mA-h/g,電壓平臺4V。層狀結(jié)構(gòu)難合成,不穩(wěn)定,極易生成Li2Mn204尖晶石結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致電壓平臺下降,穩(wěn)定性差,容量不可逆衰減等。
2.高壓尖晶石錳酸鋰LiMn204,理論容量148mA-h/g,電壓平臺4.15,高溫性能差,55℃以上容量衰減嚴(yán)重。也易生成Li2Mn204尖晶石結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致電壓平臺下降,穩(wěn)定性差,容量不可逆衰減等。工業(yè)上錳酸鯉目前用的是這種。
3.尖晶石錳酸鋰Li2Mn2O4,電壓低(3V),客量低,循環(huán)差,都在研究如何避免這種東西產(chǎn)生。
錳酸鋰體系電池和三元體系鋰電池都是常見的鋰電池,兩種電池相比之下也是各有千秋,下面總結(jié)一下錳酸鋰電池對比三元鋰電池有什么區(qū)別?
1、制造成本
錳酸鋰電池主要原材料錳在我國的儲量非常豐富,所以制造成本很低,與其他類型的電池相比有很大的成本優(yōu)勢,而三元鋰電池的原材料都是稀有金屬,全球的儲量都比較有限,所以其制造成本也相當(dāng)高昂。
2、循環(huán)壽命
通常情況下,錳酸鋰電池的循環(huán)壽命可達(dá)300-500次,而三元鋰電池的循環(huán)壽命最高可達(dá)300-800次以上。
3、發(fā)展前景
錳酸鋰具有資源豐富、成本低、無污染、安全性好、倍率性能好等優(yōu)點(diǎn),但是其較差的循環(huán)性能,以及電化學(xué)穩(wěn)定性大大限制了其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,目前錳酸鋰電池主要應(yīng)用于電動兩輪車、無人機(jī)、充電寶等。
三元鋰電池憑借循環(huán)壽命長、能量密度高的優(yōu)點(diǎn),目前廣泛應(yīng)用于新能源汽車領(lǐng)域,許多新能源車型使用的就是三元鋰的動力電池組。
4、安全性
錳酸鋰電池在儲存和充放電過程中幾乎沒有氣體析出,安全穩(wěn)定性強(qiáng),與其他材料混合使用后,高溫性能也比較好。
三元鋰電池的熱穩(wěn)定性比較差,當(dāng)溫度達(dá)到250-300℃時,電池內(nèi)部的電解液就會發(fā)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)。